JP2008079232A - 時分割多重送信装置、時分割多重受信装置及び時分割多重伝送システム - Google Patents

Abstract

【課題】 時分割多重伝送システムにおける通信の秘匿性を高める。
【解決手段】 時分割多重送信装置は、多重信号における１又は複数チャネルの搬送波の位相を、多重信号の位相基準を与える搬送波の位相に変化させて送信する。このように変化させる１又は複数チャネルを、時分割多重送信装置は、適宜切り替える。
時分割多重受信装置は、多重信号の位相基準を与える搬送波位相が変化されても、その変化に対応して多重信号を多重分離する。
【選択図】 図１

Description

本発明は時分割多重送信装置、時分割多重受信装置及び時分割多重伝送システムに関し、例えば、光時分割多重（Ｏｐｔｉｃａｌ Ｔｉｍｅ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ：ＯＴＤＭ）方式の送信装置、受信装置及び伝送システムに適用し得るものである。

特許文献１に記載された光伝送システムは、搬送波の位相を用いて、時分割多重光信号（送信光信号）の４チャネル毎に（０−０−０−π）等の識別子を付与し、受信側で、１タイムスロット（多重光信号の単位期間）だけ遅延させた信号と干渉させることで、識別子に同期したクロック信号を再生することを可能としており、また、多重光信号における各チャネルの位置を認識することを可能としている。
特開２００５−００６１４７

特許文献１に記載された光伝送システムは、搬送波の位相によりインデックスをつけることにより受信側でチャネルの検出が容易であり、一度検出されれば、各チャネルについて安定してデータを取得することができる。

このことは、不正行為者から見れば、各チャネルの位置を一度検出してしまえば、それ以降、継続して盗聴できることを意味している。

そのため、通信の秘匿性を高めた時分割多重送信装置、時分割多重受信装置及び時分割多重伝送システムが望まれている。

第１の本発明は、データ値に応じて強度変調された各チャネルの変調信号を多重した多重信号を送信する時分割多重送信装置において、入力された位相コントロール信号に基づき、その位相コントロール信号が規定している１又は複数チャネルの信号部分の搬送波位相を、多重信号における位相基準を与える位相に変化させる搬送波移相手段と、上記搬送波移相手段に対し、複数の位相コントロール信号の中から１つを、切替えながら与える位相制御手段とを有することを特徴とする。

第２の本発明は、第１の本発明の時分割多重送信装置が送信した多重信号を多重分離する時分割多重受信装置において、ゲート制御信号に基づき、入力された多重信号から１チャネル分の多重分離信号を取り出す多重数分のゲート手段と、入力された多重信号における位相基準を与える位相に基づき、上記多重数分のゲート手段に与えるゲート制御信号を形成するゲート制御信号形成手段とを有することを特徴とする。

第３の本発明の時分割多重伝送システムは、第１の本発明の時分割多重送信装置と第２の本発明の時分割多重受信装置とを有することを特徴とする。

本発明によれば、時分割多重送信装置から時分割多重受信装置へ与える多重信号における、位相基準を与える位相の位置を、あるチャネルの位置に固定させずに変化させるようにしたので、通信の秘匿性を高めることができる。

（Ａ）第１の実施形態
以下、本発明による時分割多重送信装置、時分割多重受信装置及び時分割多重伝送システムを、ＯＴＤＭ方式の送信装置、受信装置及び伝送システムに適用した第１の実施形態を、図面を参照しながら詳述する。なお、第１の実施形態は、多重数が８の場合である。

（Ａ−１）第１の実施形態の構成
第１の実施形態のＯＴＤＭ伝送システムは、図１に詳細構成を示すＯＴＤＭ送信装置と、図２に詳細構成を示すＯＴＤＭ受信装置とを有する。

図１において、第１の実施形態のＯＴＤＭ送信装置１０は、多重器１００、インタフェース（ＩＦ）１１０−１〜１１０−８、光短パルス列発生器１２０、位相制御器１３０及びデコーダ１４０を有する。

多重器１００は、分岐用光カプラツリー１０１、ＥＡ変調器１０２−１〜１０２−８、遅延器１０３−１〜１０３−８、搬送波移相器１０４−１〜１０４−８及び多重用光カプラツリー１０５を有する。

なお、ＥＡ変調器１０２−１〜１０２−８及び遅延器１０３−１〜１０３−８の位置関係は逆であっても構わない。また、遅延器１０３−１〜１０３−８及び搬送波移相器１０４−１〜１０４−８の位置関係も逆であっても構わない。

インタフェース（ＩＦ）１１０−１〜１１０−８は、各チャネルの電気的な入力データを取り込むものであり、取り込んだ入力データを、光短パルス列発生器１２０を介して分配されたクロックに同期して、対応するＥＡ変調器１０２−１〜１０２−８の制御端子に与えるものである。この第１の実施形態のＯＴＤＭ送信装置１０は、８チャネルの電気的な入力データから、多重光信号を形成するものである。

なお、入力データは、当初から８チャネルのものであっても良く、１チャネルのデータをシリアル／パラレル変換して８チャネルに変換したものであっても良い。

光短パルス列発生器１２０は、外部から与えられたクロックに同期して光短パルス列を発生するものである。光短パルス列は、入力データの１ビット期間を８等分した最初の期間に光短パルスを含み、残りの７つの期間に光短パルスを含まない系列である。なお、入力データの１ビット期間を８等分した期間を、以下では、タイムスロットと呼ぶ。

分岐用光カプラツリー１０１は、光短パルス列発生器１２０が発生した光短パルス列を８分岐してＥＡ変調器１０２−１〜１０２−８に入力させるものである。分岐用光カプラツリー１０１は、例えば、各ＥＡ変調器１０２−１〜１０２−８に到達した光短パルス列の分岐に供した回数が同じで分岐用光路長も同じになるように構成されている。

各ＥＡ変調器１０２−１〜１０２−８は、制御端子に入力されているデータが「１」であれば光短パルス列をそのまま通過させ、制御端子に入力されているデータが「０」であれば光短パルス列の通過を阻止する（大半を減衰させる）ものである。すなわち、ＥＡ変調器１０２−１〜１０２−８は、強度変調器として設けられている。

各遅延器１０３−１〜１０３−８は、対応するＥＡ変調器１０２−１〜１０２−８から出力された強度変調後の光短パルス列に対し、自己に割り当てられている遅延時間を付与するものである。各遅延器１０３−１〜１０３−８に割り当てられている遅延時間は、上述したタイムスロット期間をｄとすると、ｄ／８、３ｄ／８、５ｄ／８、７ｄ／８、２ｄ／８、４ｄ／８、６ｄ／８、８ｄ／８のようにタイムスロット期間ずつ異なるようになされている。

各搬送波移相器１０４−１〜１０４−８は、位相制御器１３０からの位相コントロール信号に応じ、対応する遅延器１０３−１〜１０３−８から出力された光短パルス列の搬送波位相を移相させるものである。各搬送波移相器１０４−１〜１０４−８は、基本的には、搬送波位相を０とπとの間で移相させるものである。なお、各チャネル間の位相ずれなどの補償機能をも、各搬送波移相器１０４−１〜１０４−８が担うようにしても良い。

この第１の実施形態は、各搬送波移相器１０４−１〜１０４−８の移相量が固定ではなく、位相制御器１３０からの位相コントロール信号に応じて変化する点に特徴を有しているものである。

多重用光カプラツリー１０５は、各搬送波移相器１０４−１〜１０４−８から出力された各チャネルの光信号を多重するものであり、多重光信号は光ファイバ１５０に送出される。多重用光カプラツリー１０５は、例えば、各搬送波移相器１０４−１〜１０４−８から出力された各チャネルの光信号が光ファイバ１５０に入力されるまでの多重処理の回数が同じで多重用光路長も同じになるように構成されている。

なお、多重用光カプラツリー１０５における複数の所定位置から、各チャネルのタイミングや搬送波位相を確認するためにモニタさせる光信号が取り出され、デコーダ１４０に与えられるようになされている。

デコーダ１４０は、多重用光カプラツリー１０５における複数の所定位置から取り出された光信号をデコードしてそのデコード結果を位相制御器１３０に与えるものである。

位相制御器１３０は、基本的には、搬送波移相器１０４−１〜１０４−８に、位相コントロール信号を与えるものである。この第１の実施形態の場合、位相制御器１３０は、複数（図１は４つの場合を示している）の位相コントロール信号ＣＮＴ１１〜ＣＮＴ１４を記憶しており、位相コントロール信号ＣＮＴ１１〜ＣＮＴ１４を所定ルール下で切り替えて出力する。

例えば、第１の位相コントロール信号ＣＮＴ１１が「π−０−０−０−０−０−０−０」（以下、ハイフンを省略する）であり、第２の位相コントロール信号ＣＮＴ１２が「０π００００００」であり、第３の位相コントロール信号ＣＮＴ１３が「００π０００００」であり、第４の位相コントロール信号ＣＮＴ１４が「０００π００００」である。

第１の位相コントロール信号ＣＮＴ１１が選択されている場合であれば、多重位置が１番目の第１チャネルの光信号の搬送波位相だけが、搬送波移相器１０４−１によってπだけ移相されることになる。第２の位相コントロール信号ＣＮＴ１２が選択されている場合であれば、多重位置が３番目の第２チャネルの光信号の搬送波位相だけが、搬送波移相器１０４−２によってπだけ移相されることになる。第３の位相コントロール信号ＣＮＴ１３が選択されている場合であれば、多重位置が５番目の第３チャネルの光信号の搬送波位相だけが、搬送波移相器１０４−３によってπだけ移相されることになる。第４の位相コントロール信号ＣＮＴ１４が選択されている場合であれば、多重位置が７番目の第４チャネルの光信号の搬送波位相だけが、搬送波移相器１０４−４によってπだけ移相されることになる。

ここで、位相コントロール信号ＣＮＴ１１〜ＣＮＴ１４間を切り替える所定ルールは、任意であって良い。

例えば、所定時間毎や所定ビット数毎に切り替えても良い。また例えば、送信単位としてパケットやフレームという概念がある場合であれば、所定数のパケット毎やフレーム毎に切り替えても良い。さらに例えば、乱数発生器を内蔵し、次の切り替えるまでの時間等を可変設定するようにしても良い。

また、位相コントロール信号ＣＮＴ１１〜ＣＮＴ１４の切替え順序も巡回的なものであっても良く、乱数を適用してランダムな切替え順序にしても良い。

位相制御器１３０は、デコーダ１４０からのデコード出力に基づいて、各チャネルの移相などの確認を行う。位相制御器１３０は、必要ならば、搬送波移相器１０４−１〜１０４−８に対して制御信号を送出する。

なお、位相コントロール信号ＣＮＴ１〜ＣＮＴ４間の切替えに先立ち、インタフェース１１０−１〜１１０−８に切替通知を与え、切替えに伴う不安定な多重周期（後述するゲート制御信号発生器２０２の動作が不安定な多重周期）では、インタフェース１１０−１〜１１０−８からダミーデータを出力させるようにしても良い。インタフェース１１０−１〜１１０−８に代え、インタフェース１１０−１〜１１０−８より上流側の装置に対し、切替通知を与えるようにしても良い。

図２において、第１の実施形態のＯＴＤＭ受信装置２０は、分岐用光カプラツリー２００、タイムスロット間位相差検出器２０１、ゲート制御信号発生器２０２、光ゲート２０３−１〜２０３−８、スイッチ２０４及びスイッチコントローラ２０５を有する。

分岐用光カプラツリー２００は、光ファイバ１５０から到来した多重光信号を２分岐し、分岐した一方をタイムスロット間位相差検出器２０１に与えると共に、他方をさらに８分岐し、各光ゲート２０３−１〜２０３−８に与えるものである。

タイムスロット間位相差検出器２０１は、多重光信号における相前後する２つのタイムスロットの搬送波位相の位相差がπか０かを検出するものであり、位相差がπのときに「１」をとる検出信号をゲート制御信号発生器２０２に出力するものである。タイムスロット間位相差検出器２０１として、特許文献１の図３に示すサーキュレータ２００２及び位相検知部２００３の構成を適用できる。

ゲート制御信号発生器２０２は、タイムスロット間位相差検出器２０１からの検出信号に同期した８つのゲート制御信号（電気信号）を形成して、光ゲート２０３−１〜２０３−８に与えるものである。ゲート制御信号発生器２０２としては、多重数は異なるが、特許文献１の図３に示すＰＬＬ回路（２００４：但し初段に光電変換構成を含む）〜移相器（２００８〜２０１１）の構成を適用できる。なお、ゲート制御信号発生器２０２は、ＰＬＬ回路を利用しているため、位相コントロール信号ＣＮＴ１１〜ＣＮＴ１４が切替った直後においてはゲート制御信号は安定しないものとなっている。

光ゲート２０３−１〜２０３−８は、ゲート制御信号発生器２０２からの自己に対するゲート制御信号が指示しているタイムスロット期間だけ多重光信号を通過させるものである。すなわち、光ゲート２０３−１〜２０３−８は、多重分離を行うものである。

なお、上述したＯＴＤＭ送信装置１０において、選択されている位相コントロール信号に応じて、搬送波位相がπのチャネルが変化するため、タイムスロット間位相差検出器２０１からの検出信号における「１」の位置も選択されている位相コントロール信号に応じて変化する。一方、ゲート制御信号は、検出信号における「１」の位置に応じて形成される。そのため、光ゲート２０３−１〜２０３−８は、チャネルに対して、１対１に対応しているものとはならない。

例えば、光ゲート２０３−１は、第１の位相コントロール信号ＣＮＴ１１が選択されているときには第１チャネルの光信号を多重分離し、第２の位相コントロール信号ＣＮＴ１２が選択されているときには第２チャネルの光信号を多重分離し、第３の位相コントロール信号ＣＮＴ１３が選択されているときには第３チャネルの光信号を多重分離し、第４の位相コントロール信号ＣＮＴ１４が選択されているときには第４チャネルの光信号を多重分離する。

スイッチ２０４は、スイッチコントローラ２０５からのスイッチコントロール信号（ＣＮＴ２１〜ＣＮＴ２４）に応じて、入力ポート及び出力ポート間の接続を切り替えるものである。スイッチ２０４は、８つの入力ポートへの入力が第１チャネル〜第８チャネルの順になっていなくても、８つの出力ポートへの出力は第１チャネル〜第８チャネルの順になっているように切り替えるものである。

スイッチコントローラ２０５は、上述したＯＴＤＭ送信装置１０における第１〜第４の位相コントロール信号ＣＮＴ１１〜ＣＮＴ１４に対応したスイッチコントロール信号ＣＮＴ２１〜ＣＮＴ２４を保持している。スイッチコントローラ２０５は、ＯＴＤＭ送信装置１０において選択されている位相コントロール信号ＣＮＴ１ｘ（ｘは１〜４）に応じたスイッチコントロール信号ＣＮＴ２ｘをスイッチ２０４に与え、スイッチ２０４からは第１チャネル〜第８チャネルの光信号が整列されて出力されるようにするものである。

ＯＴＤＭ送信装置１０の位相制御器１３０からからスイッチコントローラ２０５に切替信号をその都度与えて、位相コントロール信号ＣＮＴ１ｘとスイッチコントロール信号ＣＮＴ２ｘとを対応させるようにしても良いが、スイッチコントローラ２０５が自律的にスイッチコントロール信号ＣＮＴ２ｘを変化させることが秘匿性の面からは好ましい。例えば、通信前の送信装置及び受信装置間のネゴシエーションで切替えに係る初期情報を与え、通信時には、スイッチコントローラ２０５が自律的にスイッチコントロール信号ＣＮＴ２ｘを変化させるようにすれば良い。なお、乱数を利用する場合であっても、乱数器によっては、送信装置及び受信装置で同じ乱数器を適用し、乱数発生のための初期値を同じにした場合には、乱数系列が双方で同じにすることができる。

（Ａ−２）第１の実施形態の動作
次に、第１の実施形態のＯＴＤＭ伝送システムの動作を、ＯＴＤＭ送信装置１０の動作、ＯＴＤＭ受信装置２０の動作の順に説明する。

光短パルス列発生器１２０から出力された光短パルス列（例えば、１０ＧＨｚの光短パルス列）は、多重器１００に入力され、分岐用光カプラツリー１０１によって８分岐される。

８分岐された光短パルス列はそれぞれ、対応するＥＡ変調器１０２−１〜１０２−８に入力され、対応するインタフェース１１０−１〜１１０−８から入力される電気信号でなるデータ（例えば、１０Ｇｂｉｔ／ｓ）で強度変調を受ける。

強度変調を受けた各光短パルス列は、対応する遅延器１０３−１〜１０３−８で、時間ｄ／８（例えば１２．５ｐｓ）、３ｄ／８、５ｄ／８、７ｄ／８、２ｄ／８、４ｄ／８、６ｄ／８、８ｄ／８だけ遅延された後、対応する搬送波移相器１０４−１〜１０４−８に入力され、位相制御器１０５からの位相コントロール信号に応じて、搬送波の位相が移相され、その後、多重用光カプラツリー１０５によって多重され、多重光信号（例えば、８０Ｇｂｉｔ／ｓ）が光ファイバ１５０に送出される。

多重用光カプラツリー１０５においては、例えば、２多重ずつ３段で多重されるが、２多重毎に多重信号は一部分岐され、デコーダ１４０に入力され、デコーダ１４０によって各チャネルの位相関係が検出され、電気信号でなる検出信号が位相制御器１０５に入力され、位相制御器１０５によって位相関係が所望のものであることが確認される。

ここで、位相制御器１０５から、搬送波移相器１０４−１〜１０４−８に与えられる位相コントロール信号によって、多重光信号の各チャネルの搬送波位相が異なる。

第１の位相コントロール信号ＣＮＴ１１が搬送波移相器１０４−１〜１０４−８に与えられている場合には、当該ＯＴＤＭ送信装置１０から出力される多重光信号は、図３（Ａ１）に示すように、多重周期の先頭タイムスロットに挿入される第１チャネル（ＣＨ１）の搬送波の位相だけがπをとり、他のチャネル（ＣＨ２〜ＣＨ８）の搬送波位相は０である。

なお、図３において、「ＣＨ１」〜「ＣＨ８」と記述している部分には、そのチャネルの強度変調された光短パルスが位置している。データが「１」であれば、有効な光短パルスが位置し、データが「０」であれば、減衰されて存在しない程度の光短パルスが位置している。

第２の位相コントロール信号ＣＮＴ１２が搬送波移相器１０４−１〜１０４−８に与えられている場合には、当該ＯＴＤＭ送信装置１０から出力される多重光信号は、図３（Ｂ１）に示すように、多重周期の３番目のタイムスロットに挿入される第２チャネル（ＣＨ２）の搬送波の位相だけがπをとり、他のチャネル（ＣＨ１、ＣＨ３〜ＣＨ８）の搬送波位相は０である。

第３の位相コントロール信号ＣＮＴ１３が搬送波移相器１０４−１〜１０４−８に与えられている場合には、当該ＯＴＤＭ送信装置１０から出力される多重光信号は、図３（Ｃ１）に示すように、多重周期の５番目のタイムスロットに挿入される第３チャネル（ＣＨ３）の搬送波の位相だけがπをとり、他のチャネル（ＣＨ１、ＣＨ２、ＣＨ４〜ＣＨ８）の搬送波位相は０である。

第４の位相コントロール信号ＣＮＴ１４が搬送波移相器１０４−１〜１０４−８に与えられている場合には、当該ＯＴＤＭ送信装置１０から出力される多重光信号は、図３（Ｄ１）に示すように、多重周期の７番目のタイムスロットに挿入される第４チャネル（ＣＨ４）の搬送波の位相だけがπをとり、他のチャネル（ＣＨ１〜ＣＨ３、ＣＨ５〜ＣＨ８）の搬送波位相は０である。

位相制御器１０５は、所定の切替ルールに従い、搬送波移相器１０４−１〜１０４−８に与える位相コントロール信号を切り替える。この切替により、多重周期内で、搬送波位相がπの位置が変化する。

一方、ＯＴＤＭ受信装置２０において、光ファイバ１５０から到来した多重光信号は、分岐用光カプラツリー２００によって２分岐され、分岐された一方はタイムスロット間位相差検出器２０１に与えられ、他方はさらに８分岐され、各光ゲート２０３−１〜２０３−８に与えられる。

分岐された多重光信号は、タイムスロット間位相差検出器２０１によって、隣接するタイムスロット間の位相差が検出され、位相差がπのときに有意な検出信号が出力される。

対向するＯＴＤＭ送信装置１０の位相制御器１３０が第１の位相コントロール信号ＣＮＴ１１を出力しているときには（１番目のタイムスロットの搬送波位相がπのときには）、タイムスロット間位相差検出器２０１からは、図３（Ａ２）に示すように、多重周期の１番目及び２番目のタイムスロットで有意な検出信号が出力される。

対向するＯＴＤＭ送信装置１０の位相制御器１３０が第２の位相コントロール信号ＣＮＴ１２を出力しているときには（３番目のタイムスロットの搬送波位相がπのときには）、タイムスロット間位相差検出器２０１からは、図３（Ｂ２）に示すように、多重周期の３番目及び４番目のタイムスロットで有意な検出信号が出力される。

対向するＯＴＤＭ送信装置１０の位相制御器１３０が第３の位相コントロール信号ＣＮＴ１３を出力しているときには（５番目のタイムスロットの搬送波位相がπのときには）、タイムスロット間位相差検出器２０１からは、図３（Ｃ２）に示すように、多重周期の５番目及び６番目のタイムスロットで有意な検出信号が出力される。

対向するＯＴＤＭ送信装置１０の位相制御器１３０が第４の位相コントロール信号ＣＮＴ１４を出力しているときには（７番目のタイムスロットの搬送波位相がπのときには）、タイムスロット間位相差検出器２０１からは、図３（Ｄ２）に示すように、多重周期の７番目及び８番目のタイムスロットで有意な検出信号が出力される。

タイムスロット間位相差検出器２０１から出力された検出信号は、ゲート制御信号発生器２０２に与えられ、各光ゲート２０３−１〜２０３−８に与えるゲート制御信号が発生される。ゲート制御信号発生器２０２はＰＬＬ回路を内蔵し、タイムスロット間位相差検出器２０１からの検出信号に位相同期させるので、対向するＯＴＤＭ送信装置１０がどの位相コントロール信号ＣＮＴ１１〜ＣＮＴ１４を利用しているかを問わず、光ゲート２０３−１〜２０３−８に対するゲート制御信号の位相は、タイムスロット間位相差検出器２０１から有意な検出信号が出力されたタイミングから固定の位相差を有している。

そのため、光ゲート２０３−１〜２０３−８によって多重分離された後の光信号におけるチャネルは、光ゲート２０３−１〜２０３−８に対して固定なものとはならない。例えば、第１チャネルの多重分離信号は、第１の位相コントロール信号ＣＮＴ１１のときに光ゲート２０３−１から出力され、第２の位相コントロール信号ＣＮＴ１２のときに光ゲート２０３−３から出力され、第３の位相コントロール信号ＣＮＴ１３のときに光ゲート２０３−５から出力され、第４の位相コントロール信号ＣＮＴ１４のときに光ゲート２０３−７から出力される。

光ゲート２０３−１〜２０３−８によって多重分離された後の光信号はスイッチ２０４に与えられ、このスイッチ２０４によって、スイッチコントローラ２０５からのスイッチコントロール信号に応じてスイッチングされ、スイッチ２０４の第１〜第８の出力ポートからは多重分離された第１〜第８チャネルの光信号が出力される。

ここで、スイッチコントローラ２０５は、対向するＯＴＤＭ送信装置１０において選択されている位相コントロール信号ＣＮＴ１ｘに対応したスイッチコントロール信号ＣＮＴ２ｘをスイッチ２０４に対して出力する。

（Ａ−３）第１の実施形態の効果
第１の実施形態によれば、送信側において、多重光信号の位相基準を与える搬送波位相の位置を適宜切り替えるにしたので、光伝送路上では、位相基準を与える位置と各チャネルの光信号（光短パルス）の位置との関係が固定ではなくなり、通信の秘匿性を高めることができる。

多重光信号の位相基準を与える搬送波位相の位置を切り替えても、受信側が、多重分離信号を各チャネル用の出力ポートに導くスイッチを備え、上記搬送波位相の位置切替に応じて、スイッチングの内容を切り替えるようにしたので、多重分離信号を各チャネル用の出力ポートに導くことができる。

（Ｂ）第２の実施形態
次に、本発明による時分割多重送信装置、時分割多重受信装置及び時分割多重伝送システムを、ＯＴＤＭ方式の送信装置、受信装置及び伝送システムに適用した第２の実施形態を、図面を参照しながら説明する。

この第２の実施形態は、ＯＴＤＭ送信装置の構成が第１の実施形態のものと異なっており、以下では、ＯＴＤＭ受信装置は第１の実施形態のものと同様である。なお、第２の実施形態も、多重数は８である。

図４は、第２の実施形態に係るＯＴＤＭ送信装置１０Ａの構成を示すブロック図であり、第１の実施形態に係る図１との同一、対応部分には同一符号を付して示している。

上述した第１の実施形態は、各チャネルの入力データが電気信号であったが、この第２の実施形態は、各チャネルの入力データが光信号である。

そのため、入力データを取り込む構成要素として光インタフェース（光ＩＦ）１６０−１〜１６０−８が設けられており、これら光インタフェース１６０−１〜１６０−８から光信号でなる入力データが多重器１００Ａに入力される。

多重器１００Ａ内においては、アイソレータ１０６−１〜１０６−８及び光路切り分け用カプラ１０７−１〜１０７−８が設けられている。

アイソレータ１０６−１〜１０６−８は、対応する光インタフェース１６０−１〜１６０−８からの光入力データを、対応する光路切り分け用カプラ１０７−１〜１０７−８を介して対応するＥＡ変調器１０２−１〜１０２−８に与えると共に、対応する光路切り分け用カプラ１０７−１〜１０７−８を介して到来したＥＡ変調器１０２−１〜１０２−８から出力された強度変調光が光インタフェース１６０−１〜１６０−８側に向かうことを阻止するものである。

光路切り分け用カプラ１０７−１〜１０７−８は、対応する光インタフェース１６０−１〜１６０−８からの光入力データを対応するＥＡ変調器１０２−１〜１０２−８に与えると共に、対応するＥＡ変調器１０２−１〜１０２−８からの強度変調光を、対応する遅延器１０３−１〜１０３−８に与えるものである。

第２の実施形態の場合、光短パルス列発生器１２０からの光短パルス列は、サーキュレータ１７０を介して、分岐用光カプラツリー１０１に与えられる。サーキュレータ１７０は、ＥＡ変調器１０２−１〜１０２−８側からの光信号が分岐用光カプラツリー１０１を通ってきた場合に破棄するものである。

この第２の実施形態のＥＡ変調器１０２−１〜１０２−８は、対応する光インタフェース１６０−１〜１６０−８からの光入力データが「１」のとき（パワーが十分に大きいとき）、分岐用光カプラツリー１０１から与えられる光短パルス列を複製送信し（光短パルス列を通過させたのと同様）、光入力データが「０」のとき分岐用光カプラツリー１０１から与えられる光短パルス列を複製送信しない（光短パルス列を破棄したのと同様）。

このようにしてＥＡ変調器１０２−１〜１０２−８によって強度変調された光短パルス列が、対応する光路切り分け用カプラ１０７−１〜１０７−８を介して、対応する遅延器１０３−１〜１０３−８に与えられる。

位相制御器１３０及びデコーダ１４０、多重器１００Ａにおける遅延器１０３−１〜１０３−８、搬送波移相器１０４−１〜１０４−８及び多重用光カプラツリー１０５は、第１の実施形態のものと同様である。

以上のように、第２の実施形態のＯＴＤＭ送信装置１０Ａは、光入力データに応じて強度変調された光短パルス列を得るまでの構成及び処理が、第１の実施形態とは異なっているが、それ以降の強度変調された光短パルス列から多重光信号を形成する構成及び処理は、第１の実施形態と同様である。

第２の実施形態によれば、光信号入力の送信装置が構成要素となった場合にも、送信装置及び受信装置の位相情報（位相コントロール信号及びスイッチコントロール信号）の共有によって、通信の秘匿性を向上させることができる。

（Ｃ）第３の実施形態
次に、本発明による時分割多重送信装置、時分割多重受信装置及び時分割多重伝送システムを、ＯＴＤＭ方式の送信装置、受信装置及び伝送システムに適用した第３の実施形態を、図面を参照しながら説明する。

第３の実施形態のＯＴＤＭ方式送信装置の構成も、第１の実施形態に係る図１で表すことができる。但し、位相制御器１３０が保持する位相コントロール信号として、１多重周期内における位相πをとる回数が異なるものが用意されており、位相制御器１３０は、これら位相πの回数が異なる位相コントロール信号を所定ルール下で切り替えて出力する。

例えば、第１の位相コントロール信号ＣＮＴ３１として（π０００００００）を適用し、第２の位相コントロール信号ＣＮＴ３２として（π０００π０００）を適用する。第１の位相コントロール信号ＣＮＴ３１を選択している場合には、多重光信号は図５（Ａ１）に示すようになり、第２の位相コントロール信号ＣＮＴ３２を選択している場合には、多重光信号は図５（Ａ２）に示すようになる。

図６は、第３の実施形態に係るＯＴＤＭ方式受信装置の構成を示すブロック図であり、第１の実施形態に係る図２との同一、対応部分には、同一、対応符号を付して示している。

第３の実施形態のＯＴＤＭ受信装置２０Ｂは、分岐用光カプラツリー２００、タイムスロット間位相差検出器２０１、ゲート制御信号発生器２０２−１及び２０２−２、光ゲート２０３−１〜２０３−８、発生器選択器２０６及び選択器コントローラ２０７を有する。ここで、分岐用光カプラツリー２００、タイムスロット間位相差検出器２０１及び光ゲート２０３−１〜２０３−８は、第１の実施形態のものと同様である。

但し、タイムスロット間位相差検出器２０１の出力は第１の実施形態のものとは異なる様子を呈する。すなわち、ＯＴＤＭ方式送信装置において、（π０００００００）である第１の位相コントロール信号ＣＮＴ３１が選択されているときには、図５（Ｂ１）に示すように、タイムスロット間位相差検出器２０１は、１多重周期の１番目及び２番目のタイムスロットで有意な検出信号を出力し、（π０００π０００）である第２の位相コントロール信号ＣＮＴ３２が選択されているときには、図５（Ｂ２）に示すように、タイムスロット間位相差検出器２０１は、１多重周期の１番目、２番目、５番目及び６番目のタイムスロットで有意な検出信号を出力する。

一方のゲート制御信号発生器２０２−１は、タイムスロット間位相差検出器２０１からの図５（Ｂ１）に示すような検出信号のときに適切に動作して、光ゲート２０３−１〜２０３−８に対するゲート制御信号を形成するものであるが、図５（Ｂ２）に示すような検出信号が入力されたときにはその出力を保証し得ないものである。

他方のゲート制御信号発生器２０２−２は、タイムスロット間位相差検出器２０１からの図５（Ｂ２）に示すような検出信号のときに適切に動作して、光ゲート２０３−１〜２０３−８に対するゲート制御信号を形成するものであるが、図５（Ｂ１）に示すような検出信号が入力されたときにはその出力を保証し得ないものである。

なお、各ゲート制御信号発生器２０２−１、２０２−２は、初段にＰＬＬ回路を備えてクロックを再生した後、ゲート制御信号の形成に以降するものであるが、タイムスロット間位相差検出器２０１からの検出信号における有意なタイムスロットの周期が１：２の関係にあるので、ＰＬＬ回路の内部構成（位相比較器など）が異なって、ゲート制御信号発生器２０２−１及び２０２−２は択一的に有効な動作を行う。

発生器選択器２０６は、選択器コントローラ２０７からの制御下で、ゲート制御信号発生器２０２−１又は２０２−１からのゲート制御信号を選択して光ゲート２０３−１〜２０３−８に与えるものである。

選択器コントローラ２０７は、ＯＴＤＭ方式送信装置側で（π０００００００）である第１の位相コントロール信号ＣＮＴ３１を選択しているときに、発生器選択器２０６に対して、ゲート制御信号発生器２０２−１の出力の選択を指示し、ＴＤＭ方式送信装置側で（π０００π０００）である第２の位相コントロール信号ＣＮＴ３２を選択しているときに、発生器選択器２０６に対して、ゲート制御信号発生器２０２−２の出力の選択を指示するものである。

以上のように、ＯＴＤＭ方式送信装置側で選択している位相コントロール信号によって、タイムスロット間位相差検出器２０１からの検出信号における有意なタイムスロット位置の周期が異なり、ゲート制御信号発生器２０２−１又は２０２−２の一方だけが適切なゲート制御信号を形成でき、そのような適切なゲート制御信号を発生器選択器２０６が通過させ、これにより、光ゲート２０３−１〜２０３−８によって各チャネルの光信号が適切に多重分離される。

なお、上述した第１及び第２の位相コントロール信号ＣＮＴ３１及びＣＮＴ３２の場合には、いずれが選択された場合にも、光ゲート２０３−１〜２０３−８から出力された多重分離信号は、第１チャネル〜第８チャネルの順になっているので、第１の実施形態のようなスイッチ２０４及びスイッチコントローラ２０５は不要である。

第３の実施形態によれば、送信側において、多重光信号の位相基準を与える搬送波位相の個数を適宜切り替えるにしたので、光伝送路上では、位相基準を与える位置及び個数と各チャネルの光信号（光短パルス）の位置との関係が固定ではなくなり、通信の秘匿性を高めることができる。

（Ｄ）他の実施形態
上記実施形態は多重数が８である場合を示したが、多重数が８に限定されないことは勿論である。また、実施形態の動作説明では、１チャネル当たりのデータ速度が１０Ｇｂｉｔ／ｓの場合を示したが、データ速度も当然にこの速度に限定されない。

また、上記第１及び第２の実施形態では、多重光信号の位相基準を与える搬送波位相の位置を変えるものを示し、上記第３の実施形態では、多重光信号の位相基準を与える搬送波位相の個数を変えるものを示したが、これらを組み合わせても良い。すなわち、多重光信号の位相基準を与える搬送波位相の位置や個数（個数は位置同士の間隔を規定している）については、秘匿性とパケットロスの関係から適宜選定すれば良い。

さらに、上記第１の実施形態では、受信装置から第１チャネル及び第８チャネルの多重分離信号が整列して出力するようにスイッチ２０４を光ゲート２０３−１〜２０３−８の後段に設けたものを示したが、スイッチ（２０４）を、光ゲート２０３−１〜２０３−８へのゲート制御信号への経路に設け、ゲート制御信号をスイッチングすることにより、第１チャネル及び第８チャネルの多重分離信号が受信装置から整列して出力するようにしても良い。

さらにまた、上記実施形態においては、多重前の各チャネルの信号が分離されている段階で、搬送波位相を移相させるものを示したが、多重された後で、該当するチャネルの搬送波位相を移相させるようにしても良い。

上記各実施形態においては、本発明による時分割多重送信装置、時分割多重受信装置及び時分割多重伝送システムを、ＯＴＤＭ方式の送信装置、受信装置及び伝送システムに適用した場合を示したが、電気的な時分割多重信号の送信装置、受信装置及び伝送システムに本発明を適用することができる。例えば、各チャネルのデータをＡＳＫ変調した後、時分割多重すると共に、搬送波位相によって多重信号の位相基準を与える伝送システムであれば本発明を適用することができる。なお、特許請求の範囲では、ＡＳＫ変調などの振幅がデータ値によって変更する変調も、強度変調と呼んでいる。

第１の実施形態に係るＯＴＤＭ送信装置の詳細構成を示すブロック図である。 第１の実施形態に係るＯＴＤＭ受信装置の詳細構成を示すブロック図である。 第１の実施形態に係るＯＴＤＭ伝送システムの要部のタイミングチャートである。 第２の実施形態に係るＯＴＤＭ送信装置の詳細構成を示すブロック図である。 第３の実施形態に係るＯＴＤＭ伝送システムの要部のタイミングチャートである。 第３の実施形態に係るＯＴＤＭ受信装置の詳細構成を示すブロック図である。

符号の説明

１０、１０Ａ…ＯＴＤＭ送信装置、１００、１００Ａ…多重器、１０１…分岐用光カプラツリー、１０２−１〜１０２−８…ＥＡ変調器、１０３−１〜１０３−８…遅延器、１０４−１〜１０４−８…搬送波移相器、１０５…多重用光カプラツリー、１０６−１〜１０６−８…アイソレータ、１０７−１〜１０７−８…光路切り分け用カプラ、１１０−１〜１１０−８…インタフェース、１２０…光短パルス列発生器、１３０…位相制御器、１４０…デコーダ、１６０−１〜１６０−８…光インタフェース、１７０…サーキュレータ、
２０、２０Ｂ…ＯＴＤＭ受信装置、２００…分岐用光カプラツリー、２０１…タイムスロット間位相差検出器、２０２、２０２−１、２０２−２…ゲート制御信号発生器、２０３−１〜２０３−８…光ゲート、２０４…スイッチ、２０５…スイッチコントローラ、２０６…発生器選択器、２０７…選択器コントローラ。

Claims (5)

1. データ値に応じて強度変調された各チャネルの変調信号を多重した多重信号を送信する時分割多重送信装置において、
   入力された位相コントロール信号に基づき、その位相コントロール信号が規定している１又は複数チャネルの信号部分の搬送波位相を、多重信号における位相基準を与える位相に変化させる搬送波移相手段と、
   上記搬送波移相手段に対し、複数の位相コントロール信号の中から１つを、切替えながら与える位相制御手段と
   を有することを特徴とする時分割多重送信装置。
2. 請求項１に記載の時分割多重送信装置が送信した多重信号を多重分離する時分割多重受信装置において、
   ゲート制御信号に基づき、入力された多重信号から１チャネル分の多重分離信号を取り出す多重数分のゲート手段と、
   入力された多重信号における位相基準を与える位相に基づき、上記多重数分のゲート手段に与えるゲート制御信号を形成するゲート制御信号形成手段と
   を有することを特徴とする時分割多重受信装置。
3. 上記ゲート制御信号形成手段は、
   対向する時分割多重送信装置の位相制御手段が、１チャネルの信号部分の搬送波位相を位相基準を与える位相に変化させる位相コントロール信号を出力させている場合用の第１のゲート制御信号形成部と、
   対向する時分割多重送信装置の位相制御手段が、複数チャネルの信号部分の搬送波位相を位相基準を与える位相に変化させる位相コントロール信号を出力させている場合用の第２のゲート制御信号形成部と、
   対向する時分割多重送信装置における位相コントロール信号に応じ、第１又は第２のゲート制御信号形成部が形成したゲート制御信号を選択して上記多重数分のゲート手段に与える選択手段とを有する
   ことを特徴とする請求項２に記載の時分割多重受信装置。
4. 上記多重数分のゲート手段から出力された多重分離信号を並び替えるスイッチ手段と、
   対向する時分割多重送信装置における位相コントロール信号に応じ、上記スイッチ手段に与えるスイッチコントロール信号を切替え、上記スイッチ手段から出力された上記多重数分の多重分離信号のチャネルの並びが、上記位相コントロール信号の種類によらずに固定にさせるスイッチコントロール手段と
   を有することを特徴とする請求項２又は３に記載の時分割多重受信装置。
5. 請求項１に記載の時分割多重送信装置と請求項２に記載の時分割多重受信装置とを有することを特徴とする時分割多重伝送システム。

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